【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硝化纤维素生产，尤其涉及一种硝化纤维素球形颗粒的制备系统及其制备方法。
技术介绍
1、硝化纤维素是由硝硫混酸和纤维素原料酯化反应所得的纤维素硝酸酯，俗称硝化棉或硝化纤维素。硝化纤维素含氮量不同直接决定了其能量的大小，主要分为高氮量的含能硝化棉和低氮量的工业硝化棉。含能硝化棉是发射药和枪炮推进剂的最主要的基础材料，从最初的单基推进剂，也发展出了双基推进剂、改性双基推进剂、三基推进剂等。工业硝化棉主要用于涂料、油漆、油墨、皮革光亮剂等领域。
2、目前，硝化纤维素主要以絮状硝化棉和压片硝化棉为主，絮状硝化棉其堆积密度低，仅有0.1-0.15g/ml，运输成本高，由于其长纤维，物料相互缠结，不易实现自动倒桶和自动化生产，倒桶指的是将硝化纤维素从桶里倒出来；压片硝化棉提高了堆积密度，方便运输和自动倒桶，但压片硝化棉素溶解性能、塑化性能降低，影响后续使用。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种硝化纤维素球形颗粒的制备系统，所述制备系统能够制备出方便运输和自动倒桶、溶解性能较好的硝化纤维素球形颗粒。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：硝化纤维素球形颗粒的制备系统，包括溶解罐、稀释溶剂罐、预成型装置、成型装置和脱溶剂罐，溶解罐的出料口与预成型装置的底部进料口通过第一输送管道相连通，稀释溶剂罐的出料口与预成型装置侧部的稀释溶剂进液管道通过第二输送管道相连通，预成型装置侧部的圆柱型颗粒出料管道与成型装置的进料口通过第三输送管道相连通，
3、进一步的是，第一输送管道上设置有第一动力泵，第二输送管道上设置有第二动力泵，第三输送管道上设置有第三动力泵。
4、进一步的是，预成型装置包括壳体、进料管道、挤压成型孔板和切割组件，挤压成型孔板上设置有至少一组成型结构，壳体呈竖向设置，壳体的中间设置有工作腔，挤压成型孔板呈水平设置在工作腔的中部，挤压成型孔板下方的工作腔为进料腔体，挤压成型孔板上方的工作腔为圆柱型颗粒成型腔体，进料管道与进料腔体的底部相连通，进料管道的底部为预成型装置的底部进料口；
5、稀释溶剂进液管道和圆柱型颗粒出料管道设置在圆柱型颗粒成型腔体的侧壁上，切割组件包括旋转轴和切割刀，切割刀设置在旋转轴的周向上，旋转轴呈竖向转动设置在圆柱型颗粒成型腔体中，切割刀位于圆柱型颗粒成型腔体中并位于成型结构出口的上方。
6、进一步的是，进料腔体为上大下小的锥台形状，还包括分散锥，分散锥为倒锥形，分散锥设置在挤压成型孔板的下部，且分散锥位于进料腔体的正中间；
7、挤压成型孔板包括圆形主体部和连接部，连接部设置在圆形主体部的外侧；
8、所有成型结构相间隔均匀分布在圆形主体部上，成型结构位于分散锥的外侧，成型结构包括多个上下贯通的圆柱形成型孔，圆柱形成型孔沿圆形主体部径向方向从而到外相间隔设置；
9、预成型装置的形状为轴对称图形。
10、进一步的是，成型装置包括输送成型管道，输送成型管道的横截面为圆形，输送成型管道的一端部为成型管道进料口，输送成型管道的另一端部为成型管道出料口，输送成型管道的外表面设置有加热盘管，输送成型管道上设置有至少一组温度计和压力计。
11、进一步的是，还包括保温管道，输送成型管道及加热盘管设置在保温管道的内部；
12、输送成型管道呈自下而上的螺旋布置，成型管道进料口设置在成型管道出料口的下方；
13、输送成型管道上设置三组温度计和压力计，三组温度计和压力计沿输送成型管道输送方向依次间隔设置。
14、进一步的是，脱溶剂罐为闪蒸罐，脱溶剂罐的顶部设置有气相出料口，脱溶剂罐的底部设置有液相出料口；
15、还包括球形颗粒硬化装置，脱溶剂罐的液相出料口与球形颗粒硬化装置的进料口通过第四输送管道相连通，第四输送管道上设置有第四动力泵。
16、进一步的是，还包括筛分装置，球形颗粒硬化装置的出料口与筛分装置的进料口通过第五输送管道相连通。
17、此外，本专利技术还要解决的技术问题是提供一种硝化纤维素球形颗粒的制备方法，所述制备方法能够制备出方便运输和自动倒桶、溶解性能较好的硝化纤维素球形颗粒。
18、硝化纤维素球形颗粒的制备方法，所述制备方法采用上述的制备系统，所述硝化纤维素球形颗粒的粒径为300μm-1000μm，包括如下步骤：
19、a、往溶解罐中加入溶解溶剂后，再往溶解罐中加入硝化纤维素，得到粘稠状的硝化纤维素；
20、b、往稀释溶剂罐中加入稀释溶剂，并将稀释溶剂输送至预成型装置中，稀释溶剂输送至预成型装置中的同时将粘稠状的硝化纤维素输送至预成型装置进行预成型处理，得到硝化纤维素圆柱形颗粒与稀释溶剂的第一混合液；
21、c、将步骤b得到的第一混合液输送至成型装置进行成型处理，得到硝化纤维素球形颗粒与稀释溶剂的第二混合液；
22、d、将步骤c中的第二混合液输送至脱溶剂罐中进行脱溶剂去除处理，得到硝化纤维素球形颗粒。
23、优选的是，在步骤a中，溶解溶剂为乙酸乙酯或者丙酮，按质量百分比计，粘稠状硝化纤维素的固含量为20-35％，落棒粘度为4-15s；
24、在步骤b中，预成型装置中的圆柱形成型孔的横截面圆直径为500-1500μm，得到的硝化纤维素圆柱形颗粒的高径比为0.5-2；
25、在步骤c中，成型装置中成型温度控制在50-95℃；
26、还包括步骤e，将步骤d中得到硝化纤维素球形颗粒输送至球形颗粒硬化装置中再次进行脱溶剂去除处理。
27、本专利技术的有益效果是：本专利技术硝化纤维素球形颗粒的制备系统及其制备方法，通过先将硝化纤维素溶解为粘稠状的硝化纤维素；然后将粘稠状的硝化纤维素输送至预成型装置进行预成型处理，同时稀释溶剂输送至预成型装置中，得到硝化纤维素圆柱形颗粒与稀释溶剂构成的第一混合液，稀释溶剂作为硝化纤维素圆柱形颗粒的输送载体；再然后将第一混合液输送至成型装置进行成型处理，得到硝化纤维素球形颗粒与稀释溶剂构成的第二混合液；最后将第二混合液输送至脱溶剂罐中进行脱溶剂去除处理，得到硝化纤维素球形颗粒。可见，该制备系统及其制备方法能够制备出硝化纤维素球形颗粒，硝化纤维素球形颗粒的粒径为300μm-1000μm，属于微米级别的颗粒，通过大量实践和试验得出，硝化纤维素球形颗粒真实密度为1.48g/ml左右，堆积密度为1.2-1.4g/ml，比絮状硝化纤维素提升约10倍，具有良好的堆积密度，方便进行运输和自动倒桶，溶解塑化性能也相对于压片硝化棉，得到显著提高，利于大规模使用。
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1.硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：包括溶解罐(1)、稀释溶剂罐(2)、预成型装置(3)、成型装置(4)和脱溶剂罐(5)，溶解罐(1)的出料口与预成型装置(3)的底部进料口通过第一输送管道相连通，稀释溶剂罐(2)的出料口与预成型装置(3)侧部的稀释溶剂进液管道(36)通过第二输送管道相连通，预成型装置(3)侧部的圆柱型颗粒出料管道(37)与成型装置(4)的进料口通过第三输送管道相连通，成型装置(4)的出料口与脱溶剂罐(5)的进料口相连通。
2.如权利要求1所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：第一输送管道上设置有第一动力泵(61)，第二输送管道上设置有第二动力泵(62)，第三输送管道上设置有第三动力泵(63)。
3.如权利要求1所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：预成型装置(3)包括壳体(31)、进料管道(32)、挤压成型孔板(33)和切割组件(34)，挤压成型孔板(33)上设置有至少一组成型结构(333)，壳体(31)呈竖向设置，壳体(31)的中间设置有工作腔，挤压成型孔板(33)呈水平设置在工作腔的中部，挤压成型孔板(3
4.如权利要求3所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：进料腔体(351)为上大下小的锥台形状，还包括分散锥(38)，分散锥(38)为倒锥形，分散锥(38)设置在挤压成型孔板(33)的下部，且分散锥(38)位于进料腔体(351)的正中间；
5.如权利要求1所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：成型装置(4)包括输送成型管道(41)，输送成型管道(41)的横截面为圆形，输送成型管道(41)的一端部为成型管道进料口，输送成型管道(41)的另一端部为成型管道出料口，输送成型管道(41)的外表面设置有加热盘管(42)，输送成型管道(41)上设置有至少一组温度计(43)和压力计(44)。
6.如权利要求5所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：还包括保温管道(45)，输送成型管道(41)及加热盘管(42)设置在保温管道(45)的内部；
7.如权利要求1所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：脱溶剂罐(5)为闪蒸罐，脱溶剂罐(5)的顶部设置有气相出料口，脱溶剂罐(5)的底部设置有液相出料口；
8.如权利要求1至7任意一项所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：还包括筛分装置(8)，球形颗粒硬化装置(7)的出料口与筛分装置(8)的进料口通过第五输送管道相连通。
9.硝化纤维素球形颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用权利要求1至8任意一项所述的制备系统，所述硝化纤维素球形颗粒的粒径为300μm-1000μm，包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的硝化纤维素球形颗粒的制备方法，其特征在于：在步骤a中，溶解溶剂为乙酸乙酯或者丙酮，按质量百分比计，粘稠状硝化纤维素的固含量为20-35％，落棒粘度为4-15s；
...【技术特征摘要】
1.硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：包括溶解罐(1)、稀释溶剂罐(2)、预成型装置(3)、成型装置(4)和脱溶剂罐(5)，溶解罐(1)的出料口与预成型装置(3)的底部进料口通过第一输送管道相连通，稀释溶剂罐(2)的出料口与预成型装置(3)侧部的稀释溶剂进液管道(36)通过第二输送管道相连通，预成型装置(3)侧部的圆柱型颗粒出料管道(37)与成型装置(4)的进料口通过第三输送管道相连通，成型装置(4)的出料口与脱溶剂罐(5)的进料口相连通。
2.如权利要求1所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：第一输送管道上设置有第一动力泵(61)，第二输送管道上设置有第二动力泵(62)，第三输送管道上设置有第三动力泵(63)。
3.如权利要求1所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：预成型装置(3)包括壳体(31)、进料管道(32)、挤压成型孔板(33)和切割组件(34)，挤压成型孔板(33)上设置有至少一组成型结构(333)，壳体(31)呈竖向设置，壳体(31)的中间设置有工作腔，挤压成型孔板(33)呈水平设置在工作腔的中部，挤压成型孔板(33)下方的工作腔为进料腔体(351)，挤压成型孔板(33)上方的工作腔为圆柱型颗粒成型腔体(352)，进料管道(32)与进料腔体(351)的底部相连通，进料管道(32)的底部为预成型装置的底部进料口；
4.如权利要求3所述的硝化纤维素球形颗粒的制备系统，其特征在于：进料腔体(351)为上大下小的锥台形状，还包括分散锥(38)，分散锥(38)为倒锥形，分散锥(38)...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪，张仁旭，程从勇，章大杰，阳洪，黄晓英，刘偲粲，
申请(专利权)人：北方化学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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